Adsense等による広告を掲載しています。蒸発潜熱は、物質が液体から気体に相転移する際に必要なエネルギーを表す重要な物理量です。活量係数モデルを使って気液平衡を計算する場合に、蒸発潜熱の推算が不可欠です。活量係数モデルは、気液平衡計算において使用頻度が高いため、設計者は蒸発潜熱の推算法を理解しておく必要があります。同様に融解(固体が液体に変わる過程)や昇華(固体が直接気体に変わる過程)もエネルギーを必要としますが、化学プラントでは固体の扱いが少ないため、蒸発に関する計算が主流です。この記事では、蒸発潜熱の基本理論や計算方法、実務で役立つ推算法について詳しく解説します。vaporization)は、物質が液体から気体に相変わらず、温度変化なしに発生するエネルギーのことです。これは単位質量あたりの熱量として定義され、多くの場合、kcal/kgやJ/molなどの単位で表されます。日常的な例として、打ち水が挙げられます。水が地面に蒸発するとき、蒸発潜熱分のエネルギーが周囲から奪われます。これにより、周囲の温度が低下し、涼しく感じるわけです。これは、蒸発潜熱によって物質が周囲から熱を奪う自然な現象です。蒸発潜熱は、伝熱や化学プロセスにおいて非常に重要な物理量です。蒸発という相変化が起こる過程で、エネルギーの移動が生じるためです。このプロセスを適切に理解し計算することで、以下のような状況で役立ちます。蒸発潜熱は、伝熱装置(特に蒸発器や凝縮器)の設計時に欠かせません。液体を気体に変化させる際に必要な熱エネルギーを計算することで、適切な伝熱面積や使用する熱媒体の流量を決定できます。多くの化学プロセスでは、物質の蒸発や凝縮が工程の一部として組み込まれています。蒸留や蒸発乾燥などのプロセスでは、蒸発潜熱の計算が欠かせません。正確な蒸発潜熱を使用することで、プロセスの効率を向上させることができます。活量係数モデルを使った気液平衡の計算において、蒸発潜熱は必須です。気液平衡計算モデルは、多くのプロセスシミュレーションソフトで使用されており、特定の圧力や温度条件でどれだけのエネルギーが必要かを正確に見積もるためには、蒸発潜熱の値を知っておくことが重要です。以下に、主要な物質の標準沸点における蒸発潜熱を示します。この表を参考に、蒸発潜熱の推算時に大まかなオーダー感を持っておくと、単位換算ミスなどを防ぐことができます。kcal/kg)は特に有名で、実務においてもよく計算に使用されます。クラウジウス・クラペイロンの式クラウジウス・クラペイロンの式は、物質の蒸気圧と温度の関係を利用して、蒸発潜熱を推算する方法です。この式は次のように表されます。:液体の体積クラウジウス・クラペイロンの式は、物質の蒸気圧データが得られている場合に非常に有効です。物質の蒸気圧と温度の関係から蒸発潜熱を求めることが可能です。)の間に成り立つ経験則です。この法則を用いて、物質のモル蒸発潜熱を推算することができます。[K]トラウトンの法則は、分子量が比較的大きく、極性が小さい物質に対して適用できる場合が多いです。kcal/kgであり、かなり近い値が得られます。蒸気圧が既知の場合、次の式を使って蒸発潜熱を推算できます。パラキシレンは無極性液体のため、以下のように計算します。cal/molであり、ほぼ一致しています。ワトソン式ワトソン式は、臨界点までの範囲で蒸発潜熱を推算するための経験的な式です。次のように表されます。[K]この式は、物質の蒸発潜熱が臨界温度に近づくにつれて小さくなる傾向を捉えており、広い温度範囲で使用できます。kcal/kgで、臨界温度は397.8Kです。kcal/kgとほぼ一致しています。蒸発潜熱は、様々な化学プロセスや設備で利用されています。以下はその代表的な例です。蒸留塔では、混合液体から成分を分離する際に蒸発と凝縮が繰り返されます。蒸発潜熱を考慮して適切な熱供給を行うことで、効率的な成分分離が可能となります。液体を蒸発させて固体を残すため、蒸発潜熱が非常に重要です。正確な蒸発潜熱の計算に基づいて、必要な熱エネルギーを供給することで、乾燥工程を最適化できます。冷却塔では、液体(水)が蒸発する際に周囲の空気から熱を吸収します。蒸発潜熱の理解と計算は、冷却能力を適切に評価するために欠かせません。まとめ蒸発潜熱は、物質が液体から気体に変わる際に吸収するエネルギーであり、特に伝熱計算や気液平衡の計算において重要です。本記事では、蒸発潜熱の理論から、具体的な推算法や実測値について解説しました。正確な推算方法を理解することで、設計やシミュレーションの精度を向上させることが可能です。撹拌槽の温度制御に欠かせない『ジャケット』について、種類や特徴、伝熱効率を詳しく解説。固液撹拌の目的や粒子の分散状態、最適な撹拌回転数の設定方法について詳しく解説。物質移動やスケールアップにおける回転数の最適化、Njsの重要性など、固液撹拌のプロセス最適化に必要な情報を紹介します。化学工学ヘリカルコイル(螺旋コイル)とは:その理論と応用ヘリカルコイル(螺旋コイル)の基本構造や伝熱効率を高める設計ポイントを解説。相変化の有無に応じた伝熱理論や計算式についても詳しく説明しています。対流伝熱の違いを実例を交えて詳しく解説。動粘度の定義や粘度との違い、流体力学での役割を解説。空気や水を例に粘度と動粘度の比較を行い、実務や資格試験にも役立つ知識を提供します。化学工学サージングの発生条件と防止法についてサージングとは、遠心ポンプや圧縮機の運転中に起こる圧力変動現象です。この記事では、サージングの発生条件とその防止法を詳しく解説し、安全なプラント運転に役立つ対策を紹介します。コメントをキャンセルメールアドレスが公開されることはありません。※サイト次回のコメントで使用するためブラウザーに自分の名前、メールアドレス、サイトを保存する。(3)検索ブログの管理人この記事を書いた人msコンサルタントの私。設計開発とCAEエンジニアの経験を持ち、製造業のお悩み解決に尽力しています。実例満載!CAEまるわかりガイド.。